กระบวนการผลิตที่สมบูรณ์ตั้งแต่อะลูมิเนียมไปจนถึงอะลูมิเนียม

จากอะลูมิเนียมสู่อลูมินา: กระบวนการของไบเออร์

การผลิตอะลูมิเนียมเริ่มต้นด้วยแร่บอกไซต์ ซึ่งเป็นแร่อะลูมิเนียม{0}}ที่มีแบริ่งที่พบมากที่สุด ในกระบวนการของไบเออร์ อะลูมิเนียมจะถูกบดและผสมกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ร้อน ซึ่งจะละลายอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์โดยทิ้งเหล็กออกไซด์และสิ่งสกปรกอื่น ๆ ไว้เบื้องหลังเป็นสารตกค้างที่เรียกกันทั่วไปว่าโคลนสีแดง สารละลายใสถูกทำให้เย็นลงเพื่อให้ผลึกอลูมินาบริสุทธิ์ตกตะกอน จากนั้นผลึกเหล่านี้จะถูกเผาที่อุณหภูมิประมาณ 1,000 องศาเซลเซียสเพื่อขับออกจากน้ำ โดยเฉลี่ยแล้ว ต้องใช้แร่อะลูมิเนียมประมาณ 2-3 ตันเพื่อผลิตอลูมินา 1 ตัน และขั้นตอนการกลั่นนั้นใช้พลังงานมาก- ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมโรงงานอลูมินาจึงมักจะตั้งอยู่ใกล้กับแหล่งพลังงานที่มีต้นทุนต่ำ-และแหล่งแร่อะลูมิเนียมที่มีต้นทุนต่ำ

การถลุง: ห้องโถง-กระบวนการอิเล็กโทรไลต์ของฮีโร่

อลูมินาจะถูกแปลงเป็นอะลูมิเนียมโลหะโดยอิเล็กโทรลิซิสในกระบวนการ Hall-Heroult ผงอลูมินาจะถูกละลายในไครโอไลท์หลอมเหลวภายในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ขนาดใหญ่ และกระแสไฟฟ้ากระแสตรงโดยทั่วไปที่ 100,000 ถึง 300,000 แอมแปร์ที่ 4 ถึง 6 โวลต์จะช่วยขับเคลื่อนการลดลง แอโนดคาร์บอนจะถูกใช้ในระหว่างการทำปฏิกิริยาและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในขณะที่อะลูมิเนียมหลอมเหลวจะสะสมที่ด้านล่างของเซลล์และถูกดูดออกเป็นระยะๆ กระบวนการนี้ใช้พลังงานไฟฟ้าประมาณ 13 ถึง 15 kWh ต่อกิโลกรัมของอะลูมิเนียมที่ผลิตได้ ซึ่งอธิบายว่าทำไมความพร้อมของพลังงานและต้นทุนจึงเป็นปัจจัยชี้ขาดในการถลุงอะลูมิเนียมขั้นต้น จากนั้นโลหะที่ได้จะถูกหล่อเป็นแท่ง บิลเล็ต หรือแผ่นคอนกรีตเพื่อนำไปแปรรูปต่อไป

การหล่อและการรีดเป็นผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป-

อะลูมิเนียมหลอมเหลวจะถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์จากโรงสีโดยการหล่อเย็นโดยตรง- ซึ่งผลิตแท่งสี่เหลี่ยมขนาดใหญ่สำหรับการรีดหรือเหล็กแท่งทรงกระบอกสำหรับการอัดขึ้นรูป การบำบัดด้วยความร้อนที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกันที่อุณหภูมิ 500 ถึง 600 องศาเซลเซียส ตามมาเพื่อขจัดการแยกตัวระดับจุลภาค{4}} และทำให้โครงสร้างมีความสม่ำเสมอ สำหรับผลิตภัณฑ์รีด การรีดร้อนจะทำให้แท่งโลหะแตกตัวและลดความหนาที่อุณหภูมิสูง หลังจากนั้นการรีดเย็นจะนำวัสดุไปที่เกจสุดท้ายด้วยค่าความคลาดเคลื่อนของความหนาที่แม่นยำ การอบอ่อนระดับกลางช่วยคืนความเหนียวระหว่างรอบการทำงานเย็น ดังนั้นจึงสามารถควบคุมอุณหภูมิขั้นสุดท้ายได้เพื่อให้ตรงกับความต้องการในการขึ้นรูปและการบริการ

การสร้างส่วนประกอบอลูมิเนียม

นอกเหนือจากผลิตภัณฑ์แผ่นเรียบ-แล้ว อลูมิเนียมยังถูกขึ้นรูปด้วยเส้นทางการขึ้นรูปหลายเส้นทาง การอัดขึ้นรูปจะดันแท่งเหล็กที่ได้รับความร้อนผ่านแม่พิมพ์เพื่อสร้างโปรไฟล์ที่มีหน้าตัดคงที่ ซึ่งเป็นวิธีที่ประหยัดที่สุดในการผลิตรูปทรงทางสถาปัตยกรรมและโครงสร้างที่ซับซ้อน การตีขึ้นรูปใช้แรงอัดเพื่อจัดแนวโครงสร้างของเกรนและผลิตชิ้นส่วนที่มีความแข็งแรงสูงและทนทานต่อความล้า การหล่อด้วยการฉีดอะลูมิเนียมหลอมเหลวภายใต้แรงกดดันเข้าไปในแม่พิมพ์เหล็กสำหรับส่วนประกอบที่มีปริมาตรสูง-และมีรูปทรงที่ซับซ้อน การขึ้นรูปโลหะแผ่นครอบคลุมถึงการขึ้นรูปลึกสำหรับกระป๋องเครื่องดื่มและการปั๊มสำหรับแผงตัวถังรถยนต์ การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ รวมถึงการหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือกสรร ขณะนี้อนุญาตให้ใช้ชิ้นส่วนอะลูมิเนียมที่พิมพ์ด้วย 3 มิติที่ซับซ้อน-สำหรับการสร้างต้นแบบและการผลิต-ในปริมาณต่ำ

วิธีการรักษาพื้นผิว

การตกแต่งพื้นผิวช่วยปรับปรุงทั้งรูปลักษณ์และประสิทธิภาพ อโนไดซ์จะสร้างชั้นออกไซด์ที่ได้รับการควบคุม ซึ่งโดยทั่วไปมีความหนา 5 ถึง 25 ไมโครเมตร ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและการสึกหรอ และเป็นฐานสำหรับการระบายสี การเคลือบสีฝุ่นทำให้มีความทนทานและมีสีสันซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในสถาปัตยกรรม การเคลือบแปลงสารเคมีเตรียมพื้นผิวสำหรับการทาสีหรือการติดกาว ในขณะที่การตกแต่งเชิงกล เช่น การแปรงทำให้มีรูปลักษณ์การตกแต่ง และการขัดผิวแบบ shot peening ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อความล้า การชุบด้วยไฟฟ้าสามารถสะสมทองแดง นิกเกิล หรือโลหะอื่นๆ สำหรับหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าเฉพาะทางได้ การเลือกการเคลือบขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม อายุการใช้งานที่ต้องการ และข้อกำหนดด้านการมองเห็นของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: อลูมินาสกัดจากแร่อะลูมิเนียมได้อย่างไร

ตอบ: อะลูมิเนียมถูกบดและบำบัดด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ร้อนในกระบวนการของไบเออร์ ซึ่งจะละลายอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ในขณะที่ทิ้งสิ่งสกปรกไว้เป็นโคลนสีแดง สารละลายถูกทำให้เย็นลงเพื่อตกตะกอนผลึกอลูมินา ซึ่งจากนั้นจะถูกเผาที่อุณหภูมิประมาณ 1,000 องศาเซลเซียส

ถาม: จะเกิดอะไรขึ้นระหว่างการถลุงอลูมิเนียม?

ตอบ: อลูมินาที่ละลายในไครโอไลท์หลอมเหลวจะถูกรีดิวซ์ด้วยกระแสไฟฟ้าในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ที่อุณหภูมิประมาณ 950 องศาเซลเซียส แอโนดคาร์บอนถูกใช้ไป คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมา และอะลูมิเนียมหลอมเหลวจะสะสมที่ก้นเซลล์และถูกดูดออกเป็นระยะๆ

ถาม: แท่งอะลูมิเนียมกลายเป็นผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป-ได้อย่างไร

ตอบ: การหล่อแบบ DC จะสร้างแท่งหลอมหรือแท่งเหล็กอัดขึ้นรูป ตามด้วยการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันที่อุณหภูมิ 500 ถึง 600 องศาเซลเซียส การรีดร้อนและการรีดเย็น จากนั้นจึงลดขนาดวัสดุลงเป็นแผ่น แผ่น หรือฟอยล์เกจโดยควบคุมอุณหภูมิได้

ถาม: วิธีการทั่วไปในการขึ้นรูปชิ้นส่วนอะลูมิเนียมมีอะไรบ้าง

ตอบ: การอัดขึ้นรูป การตีขึ้นรูป การหล่อแบบตายตัว การขึ้นรูปโลหะแผ่น และการผลิตแบบเติมเนื้อ การอัดขึ้นรูปเหมาะกับโปรไฟล์หน้าตัด-คงที่ การตีขึ้นรูปสร้างความแข็งแกร่ง การหล่อขึ้นรูปที่เหมาะกับชิ้นส่วนที่ซับซ้อนที่มีปริมาณสูง- และการขึ้นรูปครอบคลุมการขึ้นรูปและการปั๊มขึ้นรูปลึก

ถาม: การรักษาพื้นผิวช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของอะลูมิเนียมได้อย่างไร

ตอบ: อโนไดซ์เพิ่มชั้นออกไซด์ที่ทนต่อการกัดกร่อน-และ-การสึกหรอ การเคลือบด้วยผงช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่คงทน การเคลือบแบบ Conversion เตรียมสำหรับการทาสี และการตกแต่งด้วยเครื่องจักรช่วยปรับปรุงรูปลักษณ์หรือความต้านทานต่อความเมื่อยล้า

ถาม: ทำไมเส้นทางการผลิตจึงมีความสำคัญต่อผู้ซื้อ?

ตอบ: ประวัติกระบวนการจะกำหนดอุณหภูมิ คุณสมบัติทางกล คุณภาพพื้นผิว และความสม่ำเสมอของวัสดุ ดังนั้นผู้ซื้อควรยืนยันโลหะผสม อุณหภูมิ และเส้นทางการผลิตเมื่อสั่งซื้อผลิตภัณฑ์จากโรงสีอะลูมิเนียม